克拉尼图形概要.ppt

音乐和驻波-克兰伊图形和其他实验，目录，克兰伊图形，一，旋转和克兰伊图形。驻波是由两列传播方向相反、振幅和频率相同的波叠加而成的。驻波包括一维驻波和二维驻波。当弦乐器的弦以一定的频率被激发来振动弦时，一维驻波就形成了。麦克风的振膜和鼓头。它们形成的驻波是分布在平面或曲面上的二维驻波。在薄盘子上撒上细沙。当薄板振动时，薄板上的细沙会呈现出各种图案。模式随振动频率而变化。这个图案是由德国物理学家克伦尼发现的，并被命名为克伦尼图案。用来显示克伦尼图形的薄板叫做克伦尼板。在早期，弓弦被用来摩擦克拉尼板块的边缘，使其振动。目前，振动板的方法有很多，其中之一是用压电陶瓷板振动板的方法。通过这个实验，需要了解一维驻波和二维驻波。根据实验原理，当弦线上的前向波遇到障碍物并被反射时，反射波和前向波的叠加形成驻波，如图所示。在图中，实线表示前向波，虚线表示反射波，粗线表示叠加波的驻波。驻波的特点是从波形上看不出波在前进。弦上的某些点总是固定的。这些固定点称为节点。两个相邻节点中间的点只上下振动，振动最大的地方称为波腹。弦线上产生的驻波是一维驻波。根据实验分析，麦克风振膜的振动可视为二维驻波，分布在平面或曲面上。固定在周围的矩形板的振动是最简单的二维驻波。如图所示，它的波函数也可以表示为位置函数(x，y)和时间函数f(t)两部分的乘积。从X方向看，振动膜的振动可以看作是许多平行于X轴的直线上驻波的连接。从Y方向看，它可以看作是许多平行于Y轴的直线上的驻波的连接，并且边缘上每个点的振幅为零。总振动位移可写成z (x，y)= (x，y)sin 2t=csin(2k1x)sin(2k2y)sin 2t，其中c为常数，k1=1/1=n1/2L1，k2=1/2=n1/2L2，n1和n2为整数。膜也有一系列的本征频率，但与弦的情况不同，它们不等于基频的整数倍。膜的固有频率与边界条件等许多因素有关，情况非常复杂。这个实验将不被讨论。乐器和三三三五四的三k党人物、二、赵、弦乐器、二胡、小提琴和钢琴的声音通过琴弦的振动传递。长而粗的弦有低音，而短而细的弦有高音。紧弦的音调高，松弦的音调低，而短弦和细弦的音调高。紧弦音高高，松弦音高低。弦的振幅越大，声音就越大。弦乐器通常有一个木制共鸣箱来使声音更大。管乐器、长笛、长笛等乐器，包括一段气柱，演奏时发出气柱振动的声音。举起不同的手指会改变空气柱的长度，从而改变音调。长空气柱产生低音，短空气柱产生高音。各种各样的小号也是常见的管乐器。吉他(Klanyi图形检查仪)，按下不同的针脚会产生不同的频率，并会出现相应的Klanyi图形，以查看质量是否良好，火焰驻波、3虎、声音(一种纵波)、音调、响度和音色是音乐声音的三个主要特征。人们根据响度来区分声音：响度是人们主观感知的声音大小(通常称为音量)，由“振幅”和与声源的距离决定。振幅越大，响度越大，s纵波是指振动方向与传播方向相同或平行的一种波，即介质(粒子)的运动方向与波的运动方向相同或相反。机械纵波也称为压缩波。在纵波中，粒子分布最密集的位置称为密集部分，粒子分布最薄的位置称为稀疏部分。火焰驻波演示器，慢慢打开液化气罐开关，点燃气瓶，使火焰高度在同一水平上，高度约为3-5厘米。打开信号发生器，慢慢调节频率旋钮，看到火焰出现有规律的起伏，形成驻波。当频率从低到高调整时，可以看到驻波腹的数量逐渐增加。实验装置由信号发生器和气瓶组成。气瓶的一端封闭，另一端设有扬声器。在实验过程中，信号发生器的输入信号使扬声器振动，从而在气瓶内形成从一端到另一端的纵波声波，并在封闭端反射回来。反射波和入射波叠加形成驻波。如果在管长度l和波长之间满足条件l=n/2。当n=1，2，3时，由于管中气体柱中的入射波和反射波之间的干涉，将产生垂直驻波。驻波导致气瓶中可燃气体的压力差。当气体在气瓶上方点燃产生火焰时，火焰的高度将不同于外部火焰的高度，因此可以在视觉上看到声波驻波现象。鲁本斯管鲁本斯管的结构很简单。在一根长金属管上等距离钻一排小孔，然后将可燃气体引入管中，并将声波引入另一端。这种管子实际上是一个共振腔。如果引入一个固定频率的声波，管内将形成驻波。驻波密集部分的压力较高，气体从该处的小孔中喷出的速度较快，点燃后火焰较高。另一方面，驻波的稀疏火焰相对较低，从而形成随声波驻波在管内分布而变化的周期性火焰，这是令人惊讶的。此外，如果输入的声波不是固定频率而是变化多端的音乐，那么可以看到管上的火焰随着音乐的节奏跳舞！洗鱼的基本介绍它的大小就像一个平底脸盆，在脸盆的左右两侧有把手，叫做耳朵。洗鱼的奇妙之处在于，你慢慢地、有节奏地用手摩擦盆边上的两只耳朵。面盆会像被击打一样振动，面盆里的水会产生波纹。摩擦多次会喷出水柱。洗鱼的生产无疑涉及固体振动在液体中的传播和干扰。演示介绍说，当向盆中注入一定量的清水，用湿手来回摩擦铜耳时，观察到水滴像喷泉一样从四个水柱高达几十厘米的鱼嘴中喷射出来，伴随着洗鱼的嗡嗡声。从振动和波动的角度，分析了双手来回摩擦铜耳形成铜盆自激振荡。这种振动在水面上传播，并与从池壁反射的反射波叠加，形成二维驻波。这种二维驻波的波形与边界条件有关，如盆底的大小和盆口的喇叭形状。当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大，振动最强。这种现象被称为共振。(用手摩擦盘形物体最有可能产生较低的共振频率，即由四个